桥式起重机毕业设计1.doc

19无锡职业技术学院 毕业设计说明目录1引言.12.起重机的发展历程及简介.33.简述桥式起重机的论述3 2.1桥式起重机轴的概念32.2桥式起重机上的应用 44.桥式起重机车轮轴9 4.1车轮的分类11 4.2车轮的材料和选择11 4.3车轮的支承和安装115.桥式起重机滚动轴类型和选择155.1滚动轴承的结构和类型155.2轴承的类型的选择166.轴标准件与常用件17 6.1轴套17 6.2轴承端盖17 6.3常用螺纹紧固件177.被动车轮的整体结构19 7.1被动车轮的组成 207.2被动车轮的作用 20 7.3被动车轮的特点 208.总结219.致谢2210.参考文献231.前言随着科学技术和工业生产的飞速发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品。其中，产品设计是决定产品性能、质量水平、市场竞争力和经济效益的重要环节。因此，采用数控加工就成了最好的选择，因为它加工效率高、质量好、加工精度高。数控技术是与机床的自动控制密切结合而发展起来的，如今数控技术已广泛应用于化工生产、石油精炼、造纸、钢铁生产等工艺流程控制及其他各个方面。近代大工业生产中，机械加工工艺过程的自动化是提高产品质量和生产率的重要措施。数控机床的诞生，较好解决了精密复杂多品种单件或小批量机械零件加工自动化的问题。通过该毕业设计，使学生达到以下目的：能使用cad正确绘制形零件的二维图形，提高结构设计能力，能概述数控加工技术、数控加工的切削基础、数控加工工艺设计及数控加工工艺文件、数控加工的工具系统、数控加工夹具、基本零件的数控加工工艺、数控车削和加工中心的加工工艺。学生应该在指导教师的指导之下能够独立的完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。学生在毕业设计工作中，应该综合运用多学科的理论知识与实际操作技能，分析与解决设计任务书中的相关问题。学生应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。学生应能树立正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工作设计中，应能树立正确的工程意识与经济意识，树立正确的生产观点、经济观点与全局观点。2.起重机的发展历程及简述起重机(crane)属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。欧式起重机采用独特的设计理念，具有尺寸小，重量轻，轮压小的特点。与传统起重机相比， 吊钩至墙面的极限距离最小，净空高度最低，科力起重机更能贴近前面作业，起升高度更高，实际增加了现有厂房的有效工作空间。由于起重机具有重量轻，轮压小的特点，新厂房空间可以设计的更小，功能更齐全。较小的厂房意味着初期建设投资，以及长期供热、空调及其他维护费中可以节省一笔可观的资金。概念 通常起重机械由起升机构(使物品上下运动)、运行机构(使起重机械移动)、变幅机构和回转机构(使物品作水平移动)，再加上金属机构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成在建桥工程中所用的起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分为轻小型起重设备、桥式类型起重机械和臂架类型起重机三大类。轻小型起重设备如：千斤顶、气动葫芦、电动葫芦、平衡葫芦（又名平衡吊）、卷扬机等。桥架类型起重机械如梁式起重机、龙门起重机等。臂架类型起重机如固定式回转起重机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎、履带起重机等。 在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称吊车。属于物料搬运机械。起重机的工作特点是做间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的。3简述桥吊起重机轴的论述 3.2.1桥式起重机轴的概念桥吊起重机即桥式起重机。桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，所以又称天车或者“行车”。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机。桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现实现生产过程机械化、自动化得重要工具和设备。所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。殊翻料器，用以支持和翻转工件；副小车用来抬起工件。刚性轴。 软轴挠性轴。3.2.2轴的材料和选择轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如下因素：1、轴的强度、刚度及耐磨性要求；2、轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；3、轴的材料来源和经济性等。轴的常用材料是碳钢和合金钢。碳钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广，一般用途的轴，多用含碳量为0.250.5%的中碳钢。尤其是45号钢，对于不重要或受力较小的轴也可用q235a等普通碳素钢。合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20cr、20crmnti等低碳合金钢，经渗碳处理后可提高耐磨性；20crmov、38crmoal等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。值得注意的是：由于常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多，因此当其他条件相同时，如想通过选用合金钢来提高轴的刚度是难以实现的。低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韧性要求较高或转速较高的轴。球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性，不需要锻压设备，吸振性好，对应力集中的敏感性低，近年来被广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等。只是铸件质量难于控制。轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。锻钢内部组织均匀，强度较好，因此，重要的大尺寸的轴，常用锻造毛坯。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38crmoaia氮化钢。这种钢筋调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45号钢可以淬硬至hrc4246。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45钢优越的机械性能，常将45钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。因为被动车轮上需要能承受一定的力，需要机械性能优越的材料来制造，因为45号刚能够满足要求，而且成本较低，所以选用45号钢满足工件的要求及设计要求。3.3轴上零件的轴向固定 零件安装在轴上，要有准确的定位。各轴段长度的确定，应尽可能使结构紧凑。对于不允许轴向滑动的零件，零件受力后不要改变其准确的位置，即定位要准确，固定要可靠。与轮毂相配装的轴段长度, 一般应略小于轮毂宽23mm。对轴向滑动的零件, 轴上应留出相应的滑移距离。轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和轴承端盖等来保证的。1.轴肩与轴环:肩分为定位轴肩和非定位轴肩两类，利用轴肩定位是最方便可靠的方法，但采用轴肩就必然会使轴的直径加大，而且轴肩处将因截面突变而引起应力集中。另外，轴肩过多时也不利于加工。因此，轴肩定位多用于轴向力较大的场合。定位轴肩的高度h一般取为h=(0.070.1)d，d为与零件相配处的轴径尺寸。为了使零件能靠紧轴肩而得到准确可靠的定位，轴肩处的过渡圆角半径r必须小于与之相配的零件毂孔端部的圆角半径r或倒角尺寸c。非定位轴肩是为了加工和装配方便而设置的，其高度没有严格的规定，一般取为12mm。注：滚动轴承的定位轴肩高度必须低于轴承内圈端面的高度，以便拆卸轴承，其轴肩的高度可查手册中轴承的安装尺寸2、套筒:套筒固定结构简单，定位可靠，轴上不需开槽钻孔和切制螺纹，因而不影响轴的疲劳强度，一般用于轴上两个零件之间的固定。如两零件的间距较大时，不宜采用套筒固定，以免增大套筒的质量及材料用量。3.4轴上零件的周向固定：图一5、减小轴的应力集中轴的结构应尽量避免形状的突然变化，以免产生应力集中。如直径过渡处应尽可能用轴肩圆角来代替环形槽，并尽可能采用较大的圆角半径。图二所示为几种减轻圆角应力集中例子。图二6、保证轴的结构工艺性设计轴时，要使轴的结构便于加工、测量、装拆和维修，力求减少劳动量，提高劳动生产率。为了便于加工，减小加工工具的种类，应使一轴上的圆角半径、键槽、越程槽、退刀槽的尺寸各自应相同。一根轴上的各个键槽应开在轴的同一母线上。当有几个花键轴段时，花键尺寸最好也应统一。为了便于装配，轴的配合直径应圆整为标准值，轴端应加工出倒角(一般为45)；过盈配合零件轴端应加工出导向锥面，注表一：轴的常用材料的机械性能。表一轴的常用材料机械性能材料牌号 热处理毛坯直径（mm） 硬度(hbs) 抗拉强度极限b 屈服强度极限s 弯曲疲劳极限 -1 剪切疲劳极限 -1 许用弯曲应力-1 备注 q235a热轧或锻后空冷 100 400420 225170 105 40 用于不重要及受载荷不大的轴 100250 375390 215 45 正火回火1017021759029522514055应用最广泛 100300162217570285245135调质2002172556403552751556040cr 调质100100300 241286735685 540490 355355 200185 70用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴 40crni 调质 100100300 270300240270 900785 735570 430370 260210 75用于很重要的轴 38simnmo调质100100300 229286217269 735685 590540 365345 210195 70用于重要的轴，性能近于40crni 38crmoala调质 6060100100160 293321277302241277 930835785 785685590 440410375 280270220 75 用于要求高耐磨性，高强度且热处理（氮化）变形很小的轴 20cr 渗碳淬火回火 60 渗碳5662hrc640 390 305 160 60 用于要求强度及韧性均较高的轴3cr13 调质 100 241 835 635 395 230 75 用于腐蚀条件下的轴 1cr18ni9ti 淬火 100 192 530 195 190 115 45 用于高低温及腐蚀条件下的轴 180 110 100200 490 qt600-3 190270 600 370 215 185 用于制造复杂外形的轴 qt800-2 245335 800 480 290 250 注：（1）剪切屈服极限is（0.550.62）as，01.4-1，01.5-1；4.车轮轴车轮轴为45钢，它的价格便宜经过调制或正火后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552hrc。一般在主轴毛坯锻造后，首先安排正火处理，以消除锻造内应力，细化晶粒，改善机加工的切削性能。4.1车轮的分类车轮按轮缘分为无轮缘、单轮缘和双轮缘三种，见图示三。为防止车轮脱轨，大轨距情况下应采用双轮缘车轮，如桥式起重机大车车轮。轨距不超过 4m 的情况下，允许采用单轮缘车轮；如桥式起重机的起重小车车轮。但对于有轮缘的车轮，当起重机走斜时，常会发生轮缘与轨道的强烈摩擦和严重磨损，这种现象称为啃轨或啃道。有时为避免啃轨磨损、减少运行阻力而采用无轮缘车轮，但这种车轮只在保证不脱轨的情况使用，例如在转盘式起重机的支承轮装置中，在有水平导向滚轮或中心轴旋转时才采用。图3 车轮类型a ）双轮缘b ）单轮缘 c ）无轮缘车轮与轨道接触的滚动面，又成为车轮踏面，可加工成圆柱面或圆锥面，见图 四 。在直线轨道上行走的起重机中，大都采用具有圆柱形踏面的车轮；植有的桥式起重机中带动誓架运行的主动车轮采用圆锥形踏面（锥度为，1:l0 ) ，这是因为它能自动矫正桥架运行中产生的偏斜现象。圆锥形踏面的车轮还用于在工字钢梁下翼缘运行的小车，例如电动葫芦的运行小车，这时车轮大端与小端的圆周速度不同，会产生附力。摩擦阻力与磨损，见图 二（a）。所以，常常制成条圆弧状踏面的车轮或制成倾斜放置的圆柱面车轮，如图 二(b)(c)所示。图 4 车轮踏面a) 圆柱面 b ）圆锥面4.2车轮的材料和选择起重机车轮所用材料：轧制车轮材料应不低于 60 钢；锻造车轮材料应不低于 45 钢；铸造车轮材料应不低于 zg 润仆一 640 。车轮轮坯应优先采用轧制或模锻轮坯。为了提高车轮表面的耐磨性能和使用寿命，钢制车皓一蔽应彝孔理，一踏面和轮缘内侧面硬度应达到 300 一 380hbs 。对于人力驱动或机械驱动但速度较小的起重机，也可用铸铁车轮，其表面硬度为 180 一 240hbs 。近年来，随着工程塑料的发展，有的已开始采用耐磨塑料车轮。如图五：图3 工字钢下翼缘上运行的车轮4.3 车轮的支承和安装车轮有定轴式和转轴式两种支承和安装方式。定轴式是把车轮安装在固定机架的心轴上，见图4。轮毅与心轴之间可以装滑动轴承，也可以装滚动轴承，车轮绕心轴能够自由转动。驱动转矩是靠与车轮固定在一起的齿圈传递给车轮的。由于是开式齿轮传动，齿轮磨损严重，并且检修更换车轮或齿圈时要抽出心轴，很不方便。如图六：图 6 装在固定心轴上的车轮1 一固定心轴 2 一车轮 3 一齿圈转轴式是把车轮安装在转动轴上。通过转轴来传递转矩的车轮是主动车轮，见图七。不传递转矩的是从动车轮，它没有图中所示的轴伸。轴承是装在特制的角型轴承箱内的。角型轴承箱和车轮形成一个组件，组件整体通过专用螺栓固定在起重机机架上，因而检修更换方便。角型轴承箱内一般采用拍动调心的滚子轴承，它容许一定程度的安装误差和机架变形，降低了对安装、检修的要求。图 7 装在转轴上的车轮1.角型轴承箱 2.转轴 3.车轮1均衡车架装置车轮直径的大小主要根据轮压来确定，轮压大的轮径应大。但由于受厂房和轨道承载能力的限制，轮压又不宜过大。这时可用增加车轮数并使各车轮轮压相等的办法来降低轮压，图 6为这种装置的简图。它实际上是一个杠杆系统，把安装车轮的车架铰接在起重机机体上，铰接保证了各车轮轮压相等。如图八：图 8 均衡车架装置4.的钻头手动钻孔，孔深为51mm、9.5mm、4.5mm。工件坐标系的设定 选取工件的右端面的中心点o为工件坐标系的原点。5.滚动轴承滚动轴承是用来支承旋转轴的组件，起到承受轴上载荷的作用。由于磨擦阻力小，动能损耗小，结构紧凑，已为现代工业广泛使用，其结构型式、尺寸也已标准化。5.1滚动轴承的结构与类型1.滚动轴承的结构，如图三： 图三滚动轴承一般由外（上）圈、内（下）圈、滚动体及保持架组成。2.滚动轴承的种类1、按滚动体形状分为两大类： 球滚动轴承 滚子滚动轴承2、按滚动体的排列形式分为： 单列滚动轴承 双列滚动轴承3、按轴承所承受的载荷方向不同分为三种： 向心轴承（主要承受径向载荷） 推力轴承（只承受轴向载荷） 向心推力轴承（即承受径向载荷，又承受轴向载荷）5.2轴承类型的选择选用轴承类型应考虑多种因素，如轴承的所受载荷的大小、方向及性质；轴向的固定方式；转速与工作环境；调心性能要求；经济性和其他特殊要求等。1. 载荷条件载荷承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承的主要依据。载荷较大的时应选用线接触的滚子轴承。受纯轴向载荷时通常选用推力轴承，主要承受径向载荷时应选用深沟球轴承，同时承受径向和轴向载荷时应选角接触轴承，当轴向载荷比径向载荷大很多时，常用推力轴承和深沟球轴承组合结构；承受冲击载荷时宜选用滚子轴承，应注意推力轴承不能承受径向载荷，圆柱滚子轴承不能承受轴向载荷。2. 转速条件选用轴承类型应注意其的极限转速，当转速较高且旋转精度要求较高时，应选用用球轴承，推力轴承的极限转速最低，当工作转速较高，而轴向载荷不大时，可采用角接触轴承或深沟球轴承，对于高速回转的轴承，为减小滚动体施加于外圆滚道的离心力，宜选用外径和滚动体直径较小的轴承，若工作转速超过轴承的极限转速，可通过提高轴承的公差等级，适当加大其径向游隙等措施来满足要求。3. 装调性能3类和n类的内外圈可分离，便于装拆。为方面安装在长轴承德装拆和紧固，可选用带内锥孔和紧定套的轴承。4. 调心性能轴承内、外圆轴线间的偏位角应控制在极限值之内，否则会增加轴承的附加载荷而降低其寿命。对于刚度差或安装精度较差的轴组件，应选用调心轴承。6标准件与常用件6.1轴套做成整圆筒形的轴瓦称为轴套。轴套和轴瓦都相当于滑动轴承的外环，轴套是整体的而轴瓦是分片的。轴颈：组成轴被轴承支承的部分； 轴瓦：与轴颈相配的零件； 轴套：做成整圆筒形的轴瓦。6.2轴承端盖（1）轴承外圈的轴向定位；（2）防尘和密封，除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封作用6.3常用螺纹紧固件在生产中有一些用量很大的零件，如：螺栓、螺母、螺钉、垫圈、键等，为了便于成批或大量生产，国家有关部门对这类零件的结构和尺寸等都作了规定，成为标准化、系列化的零件，称为标准件。1.常用螺纹紧固件的种类及标记（1）常用的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等（2）标准螺纹紧固件，规定的标记内容有：名称、标准编号、螺纹规格公称长度，如表三：表三常用螺纹紧固件的规定标记常用螺纹紧固件的图例螺栓 gbt5782-1986 m1280表示：螺纹规格d=m12、公称长度l=80mm、性能等级为8.8级、a级的六角头螺栓。螺柱 gb/t897-1986 am1050表示：两端均为粗牙普通螺纹、螺纹规格d=m10、公称长度l=50mm、性能等级为4.8级、a型、bum=d的双头螺柱。 螺钉gb/t65-1985 m520 表示：螺纹规格为d=m5、公称长度l=20mm、性能等级为4.8级的开槽圆柱头螺钉。 螺钉gb/t68-1985 m825 表示：螺纹规格为d=m5、公称长度l=25mm、性能等级为4.8级的开槽沉头螺钉。 螺母 gb/t6170-1986 m12 表示：螺纹规格d=m12、性能等级为10级、不经表面处理、a级的1型六角螺母。垫圈 gb/t97.1-1985-8-140hv表示：公称尺寸d=8mm、性能等级为140hv、不经表面处理的平垫圈。7被动车轮的整体结构 7.1被动车轮的组成被动车轮是由轴承箱、滚动轴承、通盖、车轮轴、轴套、闷盖、调整垫片、螺栓、螺母、垫圈、油杯等组成。7.2被动车轮的作用被动车轮的主要作用就是配合主动车轮完成机械运动，确保安全性。7.3被动车轮的结构特点被动车轮是由轴承箱、滚动轴承、通盖、车轮轴、轴套、闷盖、调整垫片、螺栓、螺母、垫圈、油杯等组成。轴承箱是一中起支撑和润滑轴承作用的零件，同时承受机器在工作中产生的轴向与径向力。轴承安装在轴承箱内，轴承箱内装有润滑油，使轴承在工作中得到润滑。同时，轴在工作中所承受的各种力也会传到主轴箱上，由轴承箱承受。8、总结通过该毕业设计，使学生达到以下的目的：能手工正确绘制零件的二维图形，提高结构设计能力。学生应该在指导老师的指导下，能够独立地完成一项给定的设计任务。编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。学生在毕业设计工作中，应该